阿波罗计划的“硬件”(二)

月球车

1971年“阿波罗”15号第一次使用的“阿波罗”月球车,被很多人称为“月球小虫”。一共有四台月球车被制造出来,在“阿波罗”16号和17号上又使用了两次。它的设计目的是让宇航员可以探索更广大的月球区域,之前靠步行是做不到的。在早期的月球着陆任务中,宇航员受限于笨重的太空服和各种设备,只能在登月舱附近短程步行。

月球车是一种四轮车辆,靠电力驱动,设计最大速度为13千米每小时。它可以承载两倍于自身的重量,可以轻松地在月球表面运送两名宇航员、他们的设备和月岩标本。和普通的汽车不同,月球车用一个独立的“T”形操纵杆控制,而不是用方向盘和踏板。这个操纵杆可以操作四台驱动马达和两台转向马达。前后轮都可以转向,让月球车可以转非常小的弯,打开操纵杆上的一个开关,再向后拉操纵杆就可以倒车,直接向后拉操纵杆则是刹车。在月球车前面安装了彩色电视摄像机,较之之前的任务,可以拍摄质量更高的图像。

月球车被证明非常可靠,只有过一两次微小的意外。在17个月相对非常短的时间内设计、建造和测试,月球车却能够在“阿波罗”15到17号中帮助宇航员取得重要科学发现。三辆月球车到了月球,直到今天还留在那里。就像登月舱的下降级一样,月球车也被设计为在航天员返回地球后继续留在那里。

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月球车

装载质量:726千克

未装载质量:210千克

最大速度:14千米/小时

轮距:2.3米

离地高度:0.35米

转向半径:3.05米

电池:2节

总电量:242安

电压:36伏

行驶距离:92千米

月球车轮

车轮:4个

能量(每个):190瓦

质量(每个):5.4千克

直径:0.81米

宽度:0.23米

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折叠状态顶部视角

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折叠状态后方视角

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仪表盘

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操纵杆

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月球车正面

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月球车顶部

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月球车侧面

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月球车后面

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“土星”5号运载火箭

“土星”5号运载火箭作为最大也是最强力火箭的纪录已经保持了50年。1966年到1973年,共有13枚“土星”5号运载火箭发射升空,不仅支持了“阿波罗”计划,也将“天空实验室”空间站送入太空。制造一台“土星”5号运载火箭的花费约1.85亿美元(超过今天的10亿美元),而且这种巨型火箭的每一部分都会在任务中被抛弃。

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火箭由沃纳·冯·布劳恩(Wernher Von Braun)设计,当时他领导了一队科学家在陆军火箭设计部门工作。“土星”号火箭的总体表现稳定。但也有两次,“阿波罗”6号和13号,火箭发射时遭遇过发动机熄火。然而它依然能处理好这种突发状况,依靠余下的发动机工作更久来弥补损失,并最终完成任务。在长达七年的服役中,“土星”5号运载火箭从未损失过载荷。

“土星”5号运载火箭

S-IVB第三级

装载后质量:123000千克

未装载质量:13500千克

发动机型号:J2

发动机数量:1个

推力:1001千牛

氧化剂:液态氧

燃料:液态氢

氧化剂质量:90500千克

燃料质量:19000千克

点火时间:165+335秒

(两次点火)

S-II第二级

装载后质量:480900千克

未装载质量:53900千克

发动机型号:J2

发动机数量:5个

推力:4400千牛

氧化剂:液态氧

燃料:液态氢

氧化剂质量:358000千克

燃料质量:69000千克

点火时间:367秒

S-IC第一级

装载后质量:2280000千克

未装载质量:190000千克

发动机型号:F1

发动机数量:5个

推力:33850千牛

氧化剂:液态氧

燃料:RP1

氧化剂质量:1440000千克

燃料质量:650000千克

点火时间:150秒

“土星”5号运载火箭综合信息

装载后质量:2883900千克

未装载质量:257400千克

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F1发动机

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J2发动机

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F1发动机

质量(净重):8400千克

推力:6770千牛

膛内压力:6650千帕

点火温度:3300摄氏度

氧化剂:液态氧

燃料:RP1

氧化剂消耗速度:1790千克/秒

燃料消耗速度:788千克/秒

J2发动机

质量(净重):1438千克

推力:1033千牛

膛内压力:5260千帕

点火温度:3180摄氏度

氧化剂:液态氧

燃料:液态氢

氧化剂消耗速度:204千克/秒

燃料消耗速度:37千克/秒

“土星”5号运载火箭发动机设置

第三级

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第二级

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第一级

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A7L型宇航服

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“阿波罗”任务中使用的宇航服基于“双子星座”计划中航天员的装备,然而已经做了重大升级。所有“阿波罗”的航天员都穿着A7L型宇航服,后期任务中,包括“阿波罗”-联盟号任务和天空实验室任务,还使用了改进的版本。

宇航服本身包含五个主要分层。紧贴航天员皮肤的是液体冷却服,这是一件附有细细的管子的贴身衣服;之后是一层尼龙,用于保证舒适;再之后有一层压力气囊,让航天员在穿上压力服后可以方便地活动关节。在气囊之外还有一层尼龙,用于固定气囊。一个特制的拉链位于后背,从肩膀延伸到腰部。这个拉链不仅用于穿衣,也用于保持宇航服内的压力。最后是一层遮罩,穿在压力服之外。它被设计用于隔热,防止撕裂或磨破,以及防护微陨石。头盔和手套通过密闭金属环和压力服相连,同时靴子是一双保护用的靴套,套在宇航服必需的压力靴之外。在月球上时,头盔上还会戴上一个外部面罩,防止航天员的研究被有害的紫外线伤害。

背包叫作便携式生命维持系统(Portable Life Support System, PLSS),它让航天员可以离开宇宙飞船活动。它提供了可呼吸的氧气,同时冷却循环压力气囊中的氧气,并冷却循环液体冷却衣中的水。它还提供了双向的语音通信。A7L型宇航服是为每一个“阿波罗”航天员定制的,每人三套:一套用于任务,一套用于训练,还有一套备用。

A7L型宇航服

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制造商:

ILC多佛公司和汉密尔顿标准公司

宇航服

使用压力:25.5千帕

内容积:0.12~0.15立方米

内未使用的容积(在穿着时):0.06立方米

主生命维持系统能力:6小时

备用生命维持系统能力:30分钟

舱内活动宇航服质量:28.1千克

舱外活动宇航服质量:34.5千克

头盔

材质:聚碳酸酯

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面罩

外部:金压膜聚碳酸酯

内部:防紫外线塑胶玻璃

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饮水袋

体积:0.6升

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便携式生命维持系统

便携式生命维持系统

质量:28.4千克

氧气罐压力:7000千帕

电池:279瓦时

冷却水:3.9升

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A:升华装置

B:通风阀感应器

C:主氧气瓶

D:辅助水罐

E:压力感应器

F:电池

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氧气净化系统

质量:19.0千克

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A:氧气瓶

B:热指示灯

C:仪表盘

便携式生命维持系统控制单元

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